昆明學院PLC課程設計雙鉆頭

1、 電氣控制與PLC課程設計總結報告姓 名 楊承明 學 號 201104170125 院 系 自機學院 班 級 電氣（3）班 指導教師 張立明 李揚清 李祥德 2014年 6月2目錄目 錄第一部分: 電氣線路安裝調(diào)試技能訓練.11、1三相異步電動機正反轉控制.1 1、2 時間繼電器自動控制的Y-降壓啟動電路. 21、3技能訓練小結. 3第二部分 雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng). 5第一章 課程設計內(nèi)容與要求分析. 51.1課程設計內(nèi)容. 51.2課程設計要求分析. 5第2章 PLC程序設計. 111、手動操作. 112、 自動操作. 11PLC課程設計總結. 13參考文獻. 14附錄. 15第一部分:

2、電氣線路安裝調(diào)試技能訓練 1、1技能訓練題目一: 三相異步電動機正反轉控制1、1.1電氣原理圖:圖1 三相異步電動機正反轉控制電路電氣原理圖 1、1.2人完成的安裝線路實物圖片: 1、2 技能訓練題目二:時間繼電器自動控制的Y-降壓啟動電路1、2.1電氣原理圖: 圖3 時間繼電器自動控制的Y-降壓啟動電路電氣原理圖1、2.2本人完成的安裝線路實物圖片: 1、3技能訓練小結:1、3.1 電氣原理圖的繪制要求:1)電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路。2)每一電氣元件采用國家規(guī)定的統(tǒng)一的圖形符號來表示，在圖形符號附近用文字符號標注屬于哪類電器。3)同一電器的各個部件(如接觸器的線圈和觸點)在圖中的位

3、置，根據(jù)便于閱讀和研究的原則來安排，可以不畫在一起，但屬于同一電器的部件均編以相同的文字符號。4)對于接觸器、繼電器的觸點按吸引線圈不通電狀態(tài)畫出，控制器手柄按趨于零位時的狀態(tài)畫出，按鈕、行程開關觸點按不受外力作用時的狀態(tài)畫出等。 5)在原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應按動作順序和信號流從上到下、從左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并盡可能減少線條和避免線條交叉。6)直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方(直流電源的正極)和下方(直流電源的負極)。7)為了便于檢索電氣電路，方便閱讀和分析，在原理圖的上方或右方將圖分成若干圖區(qū)，并標明該區(qū)電路的用途與作用。8)

4、在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸點之間的從屬關系要加以說明，即在原理圖中相應線圈的下方，給出觸點的文字符號，并在其下注明相應觸點的索引代號。 1、3.2 電器安裝、接線的工藝要求:1)組合開關、熔斷器的受電端子應安裝在控制板的外側，并使熔斷器的受電端為底座的中心端。(2)各元件的安裝位置應齊整，勻稱，間距合理，便于元件的更換。(3)緊固各元件時要用力勻稱，緊固程度適當。在緊固熔斷器、接觸器等易碎元件時，應用手按住元件一邊輕輕搖動，一邊用旋具輪換旋緊對角線上的螺釘，直到手搖不動后再適當旋緊些即可。板前明線布線的工藝要求：布線通道盡可能少，同時并行導線按主、控電路分類集中，單層密排，緊貼安裝

5、面布線。同一平面的導線應高低一致，不能交叉。非交叉不可時，該根導線應在接線端子引出時，就水平架空跨越，但必須走線合理。布線應橫平豎直，分布均勻。變換走向時應垂直。布線時嚴禁損傷線芯和導線絕緣。布線順序一般以接觸器為中心，由里向外，由高至低，先控制電路，后主電路，以不妨礙后續(xù)布線為原則。在每根剝?nèi)ソ^緣層的導線兩端要套上編碼套管。所有從一個接線端子(或接線樁)到另一個接線端子(或接線樁)的導線必須連接，中間無接頭。導線與接線端子或接線樁連接時，不得壓絕緣層、不反圈及不露銅過長。同一元件、同一回路的不同接點的導線間距離應保持一致。一個電器元件的接線端子上的導線連接不得多于兩根，每節(jié)接線端子板上的連接

6、導線一般只允許連接一根。1、3.3 實訓線路發(fā)生的故障及排除辦法：線路錯接故障，排除方法：對照電氣控制原理圖進行檢查。接觸不良或導線某些部分存在斷開斷開情況，排除方法：用萬用表進行檢測。第二部分: 雙頭鉆床PLC控制系統(tǒng) 第一章 課程設計內(nèi)容與要求分析1.1 課程設計內(nèi)容 圖1 雙頭鉆床的工作示意圖實訓要求： 設計一個用PLC控制的雙頭鉆床控制系統(tǒng)。其控制要求如下：（1）、雙頭鉆床用來加工圓盤狀零件上均勻分布的6個孔如圖1所示。操作人員將工件放好后，按下起動按鈕，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時兩個鉆頭同時開始向下進給。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(S

7、Q2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉120°，旋轉到位時SQ5為ON，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完后，工件松開，松開到位時，限位開關SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。（2）、具有手動和自動運行功能。（3）、具有上電和急停斷電功能。（4）、大鉆頭、小鉆頭由兩臺三相異步電動機帶動。電機的正反轉完成上升、下降的功能；旋轉由第三臺電機帶動。上升、下降及旋轉限位開關均為霍爾接近開關；夾緊、放松均由電磁閥帶動。1.2課程設計要求分析1.2.1系統(tǒng)單元電路組成一、選擇性分支與匯合及其編程1選擇性分支狀態(tài)

8、轉移圖從2個流程中選擇執(zhí)行哪一個流程由轉移條件X1、X4決定。分支轉移條件X1、X4不能同時接通，哪個接通，就執(zhí)行哪條分支。當S21已動作時，一旦X0接通，程序就向S22轉移，則S21復位。因此，即使以后X4接通，S24也不會動作。匯合狀態(tài)S26可由S23，S25中任意一個驅動。2選擇性分支的編程 選擇性分支的編程與一般狀態(tài)的編程一樣，先進行驅動處理，然后進行轉移處理，所有的轉移處理按順序執(zhí)行，簡稱先驅動后轉移。因此，首先對S21進行驅動處理(OUT Y1)，然后按S22、S24的順序進行轉移處理。選擇性分支的梯形圖和指令表程序圖2-3-2如下：3選擇性匯合的編程 選擇性匯合的編程是先進行匯合

9、前狀態(tài)的驅動處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進行轉移處理。因此，首先對第一分支(S22和S23)、第二分支(S24和S25)進行驅動處理，然后按S23、S25的順序向S26轉移。選擇性匯合的梯形圖和指令表程序如圖2-3-3所示：二、并行性分支與匯合及其編程1并行性分支狀態(tài)轉移圖的特點 由兩個及以上的分支流程組成的，但必須同時執(zhí)行各分支程序，稱為并行性流程程序。圖2-3-4所示是具有2個支路的并行性狀態(tài)轉移圖，其特點如下： 圖2-3-4 并行性流程程序的結構形式（1）、若S21已動作，則只要分支轉移條件X1成立，2個流程(S22、S23；S24、 S25)同時并列執(zhí)行，沒有先后之分。（2）、當各流程的

10、動作全部結束時(先執(zhí)行完的流程要等待全部流程動作完成)，一旦X4為ON，則匯合狀態(tài)S26動作，S23、S25全部復位。若其中一個流程沒執(zhí)行完，則S26就不可能動作。另外，并行性流程程序在同一時間可能有兩個及兩個以上的狀態(tài)處于“激活”狀態(tài)。2 并行性分支的編程 并行性分支的編程與選擇性分支的編程一樣，先進行驅動處理，然后進行轉移處理，所有的轉移處理按順序執(zhí)行。根據(jù)并行性分支的編程方法，首先對S21進行驅動處理(OUT Y1)，然后按第一分支(S22、S23)，第二分支(S24、S25)的順序進行轉移處理。并行性分支的程序如圖2-3-5下：3并行性匯合的編程 并行性匯合的編程與選擇性匯合的編程一樣

11、，也是先進行匯合前狀態(tài)的驅動處理，然后按順序向匯合狀態(tài)進行轉移處理。根據(jù)并行性匯合的編程方法，首先對S22、S23；S24、S25進行驅動處理，然后按S23、S25的順序向S26轉移。并行性匯合的程序如圖2-3-6下：三控制流程 根據(jù)控制要求，可繪出狀態(tài)流程圖如入9-7 所示。按下起動按鈕SB時，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，此時兩個鉆頭同時開始向下進給。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，升到設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉120°，旋轉到位時SQ5為ON

12、，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完后，工件松開，松開到位時，限位開關SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。 圖2-3-7 控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖四機型選擇 從圖2-3-7控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖可知，輸入信號有12號，均為開關量信號，其中啟動按鈕1個，停止1個，行程開關5個，手動、自動按鈕各一個。輸出信號有6個，其中5個用于電機控制，1個用于壓力繼電器控制。因此，控制系統(tǒng)選用FX2N-32MR可編程控制器即可滿足控制要求。五I/O地址編號 將輸入信號按各自的功能類型分好，并將狀態(tài)流程圖中的14個步序用輔助繼電器一一對應，編排好地址。列出外部信號與PLC的I/O口地址編號對照表，如下表2-3-8所示：表2-3

13、-8 外部信號與PLC的I/O口地址編號對照表輸入信號輸出信號名稱功能編號名稱功能編號SB1啟動X000KM0壓力繼電器Y0SQ1大鉆上限X001KM1計數(shù)器C0SQ2大鉆下限X002KM2大鉆上升Y3SQ3小鉆上限X003KM3大鉆下降Y2SQ4小鉆下限X004KM4小鉆上升Y5SQ5霍爾接近開關X005KM5小鉆下降Y4SQ6松開到位限X006KM6工件旋轉Y6SB2停止X007SB3上升X010SB4下降X011SB5旋轉X012SA1手動X013SA2自動X014六硬件連接圖 由上面的I/0輸入輸出關系可畫出其硬件連接圖如下圖2-3-9所示：圖 2-3-9 雙頭鉆床I/O電氣接口圖七性

14、能測試與分析 根據(jù)以上說明，連接好線路并向PLC中下載相應程序，初始化狀態(tài)下所有燈不亮，按下啟動按鈕X0后，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器為ON，對應的燈L1亮，此時兩個鉆頭同時開始向下進給，燈L2、L3亮。大鉆頭鉆到設定的深度(SQ1)時，鉆頭上升，對應燈L4亮，升到設定的起始位置(SQ2)時，停止上升；小鉆頭鉆到設定的深度(SQ3)時，鉆頭上升，對應燈L5亮，升到設定的起始位置(SQ4)時，停止上升。兩個都到位后，工件旋轉120°，對應燈L6亮，旋轉到位時SQ5為ON，然后又開始鉆第二對孔。3對孔都鉆完后，工件松開，松開到位時，限位開關SQ6為ON，系統(tǒng)返回初始位置。16第二章 P

15、LC程序設計雙頭鉆床的PLC控制程序包括手動操作和自動操作兩部分，整個PLC控制程序如下圖所示：1. 手動操作手動操作有大小鉆頭的上升、下降，工件的旋轉及夾緊與放松。2. 自動操作由圖2-3-7雙頭鉆床的工作狀態(tài)流程圖可看出，其工作過程是典型的順序控制，采用步進順控指令的編程方式，其自動控制程序如下圖所示：圖 2-3-10雙頭鉆床梯形圖PLC課程設計總結隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，PLC在現(xiàn)代工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應用。因此，學好PLC具有重要的實踐應用價值。本次課程設計，讓我很好的鍛煉了理論和實際運用能力，既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。

16、雖然本次設計較為簡單，但是可以實現(xiàn)的設計方案卻有很多，正如方案論證中所說的鉆頭自動工作和手動工作，均可以實現(xiàn)鉆床預期的工作目的。課設中，我們小組成員一起到圖書館和上網(wǎng)查找相關資料，結合工業(yè)實際情況，逐個分析優(yōu)劣，確定了最后方案。在本次的課程設計也遇到了不少的問題，但都是些關于基本知識的小毛病，在我們的努力下，這些問題都被我們一一查出并改正過來。這說明我們在PLC課程學習當中還不夠仔細認真，在以后的學習中，我們會更加努力的學習PLC技術，為以后的就業(yè)打下良好的基礎。 實訓讓我更加熟悉了PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解也讓我更加了解了關于PLC設計原理。有很多設計理念來源于實際從中找出最適合的設計方法，最主要是鍛煉了實際操作能力，在實際操作中我們培養(yǎng)了對PLC很多興趣，做實驗都會達到忘記吃飯這種境界，這是平時在課堂上很難達到的。本次實訓脫離不了集體的力量，遇到問題和同學互相討論交流。多和同學討論。我們在做實訓項目的過程中要不停的討論問題，這樣我們組員可以盡可能的統(tǒng)一思想。這樣就不會使在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設計